[发明专利]一种全波整流电路

说明书

本发明涉及电子电路领域,公开了一种全波整流电路,其包括第一运放、第二运放、电感线圈、电阻以及检测器件,其中,第一运放和第二运放的同极性供电端子分别并联在一起,第一运放的输出端连接电感线圈一端,电感线圈的另一端连接第二运放的输出端,供电电源通过电阻向第一运放和第二运放供电,检测器件的检测端口与第一电阻并联,由检测器件输出全波整流信号。本发明全波整流电路的电路简单,无需使用整流用的二极管,即可较为精确地控制整流电路的阈值,不仅实现了对直流漏电流的有效检测,且同样对存在潜在危害的高频率的高次谐波漏电流进行有效的检测,且成本低。

技术领域

本发明涉及一种电子电路领域,尤其涉及一种小信号处理的全波整流电路。

背景技术

把正、负交变的电压转换成单极性电压,称为整流。全波整流电路一般指两种,一种是用于直流电源中的电路,如图1-1所示,图1-1示出的就是全波整流滤波电路,一般无法直接用于市电整流,一般要经过变压器B1副边的中心抽头绕组,得到两组电压相同、相位相反的电压U1和U2,才可以使用；图1-2是全波整流电路中的桥式整流电路,又叫全桥整流电路,若电容C_L不接入,其输出波形为脉动直流电,即为负载R_L上的波形；电容C_L接入后,其输出波形为较为平滑的脉动直流电。

另一种电路是用于电压信号处理电路中的,1988年出版的《模拟电子技术基础》,童诗白主编,书号ISBN7-04-000868-8/TN·53,在该书第575页中,该书的图9-31给出了全波精密整流电路,这里将原图引用作为本申请的图1-3,整流电路由半波精密整流电路和反相求和电路两个部分构成,该电路为反相输入,输入阻抗较低；为了解决输入阻抗较低,该书的576页图9-32给出了输入阻抗高的全波精密整流电路,这里原图引用作为本申请的图1-4。

图1-3和图1-4的电路,两个运放用于全波精密整流,运放A1组成半波精密整流电路,运放A2组成求和电路,电路构成复杂,运放A1外围都使用了二极管,都实现了信号级的全波整流电路。

另外，部分保护电路也会采用类似的用于直流电源中的整流电路,如美国德州仪器(Texas Instruments)公司出品的集成电路DRV411,其2013年版本的数据表上,图56(Figure 56.)和图57都使用了这种电路,这里引用原图56作为本申请的图1-5,可以看到,二极管D1、D2、D3、D4组成了和全波整流电路一致的保护电路,其在补偿线圈(Compensationcoil)过载时,确实是工作在全波整流状态。

目前,随着开关电源的低成本化和效率提升,以及可靠性提升,直流供电成为一种潮流,之前,直流供电因为无法解决远距离传输等一系列问题而并没有普及,交流供电成为工业的核心,目前看来,直流供电造价低、运行费用低,没有功率因素补偿、并网极为容易,且地下、海底供电更容易实现,更容易实现户户太阳能分布式并网发电,而可能成为未来的主流。但是直流供电时,漏电保护目前是一个难题。

直流供电的漏电保护器不同于交流市电的漏电保护器,交流漏电保护器一般是这样工作的:火线和零线同时穿过一个磁导率较高的环形磁心,早期也使用铁芯。火线和零线在漏电保护器中看作是一条并线,若有漏电,火线和零线存在差异电流,并线中电流不再为零,这个电流仍和市电同频率,在环形磁心上绕有1000至3000匝的感应线圈,感应线圈感应出电压,本质上是微弱的感应电流在大阻值负载电阻两端形成的电压,这个电压驱动控制部分,迅速切断开关(跳闸),保护漏电流通常阈值为20～30mA。磁导率较高的环形磁心和感应线圈以及火线和零线的并线构成一个变压器。

直流供电系统无法用上述交流漏电保护器的电路来设计漏电保护器,因为直流电无法直接通过变压器传输,即无法通过上述的技术方案用变压器直接检测直流漏电流。

在直流漏电保护器中,多采用磁通门电流传感器,配合控制部分,实现漏电流达到阈值以上就跳闸,电路复杂得多,而市场期望成本不高于交流漏电保护器,目前直流漏电保护器成本仍高于交流漏电保护器,且在静态功耗上也远在交流漏电保护器之上。